DE102021003844A1 - On-board network for a motor vehicle - Google Patents
On-board network for a motor vehicle Download PDFInfo
- Publication number
- DE102021003844A1 DE102021003844A1 DE102021003844.4A DE102021003844A DE102021003844A1 DE 102021003844 A1 DE102021003844 A1 DE 102021003844A1 DE 102021003844 A DE102021003844 A DE 102021003844A DE 102021003844 A1 DE102021003844 A1 DE 102021003844A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- vehicle
- electrical system
- resistor
- voltage
- ground
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims abstract description 55
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims abstract description 35
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims abstract description 35
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims abstract description 35
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 3
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 13
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 4
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 description 2
- BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N (2r,3r,4s,5r)-2-[6-[[2-(3,5-dimethoxyphenyl)-2-(2-methylphenyl)ethyl]amino]purin-9-yl]-5-(hydroxymethyl)oxolane-3,4-diol Chemical compound COC1=CC(OC)=CC(C(CNC=2C=3N=CN(C=3N=CN=2)[C@H]2[C@@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O2)O)C=2C(=CC=CC=2)C)=C1 BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N 0.000 description 1
- HEZMWWAKWCSUCB-PHDIDXHHSA-N (3R,4R)-3,4-dihydroxycyclohexa-1,5-diene-1-carboxylic acid Chemical compound O[C@@H]1C=CC(C(O)=O)=C[C@H]1O HEZMWWAKWCSUCB-PHDIDXHHSA-N 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
- B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
- B60L3/0069—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to the isolation, e.g. ground fault or leak current
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
- B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
- B60L50/60—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
- B60L53/10—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
- B60L53/14—Conductive energy transfer
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
- B60Y2200/00—Type of vehicle
- B60Y2200/90—Vehicles comprising electric prime movers
- B60Y2200/91—Electric vehicles
Abstract
Die Erfindung betrifft ein Bordnetz (1) für ein Kraftfahrzeug, umfassend mindestens eine HV-Batterie (2) zur Bereitstellung eines positiven Potenzials (H+) und eines negativen Potenzial (H-) sowie mindestens einen HV-Verbraucher (3, 4), wobei ein Isolationswächter (5) zur Überwachung von Isolationswiderständen (Riso_P, Riso_N) zu einer vom Bordnetz (1) galvanisch getrennten Fahrzeugmasse (PA) vorgesehen ist, wobei zwischen dem positiven Potenzial (H+) und der Fahrzeugmasse (PA) sowie zwischen dem negativen Potenzial (H-) und der Fahrzeugmasse (PA) jeweils eine Y-Kapazität (CY_P, CY_N) vorgesehen ist, wobei ein im Bordnetz (1) oder in einer Komponente des Bordnetzes (1) vorhandener Spannungs-Mittelabgriff (6) zwischen dem positiven Potenzial (H+) und dem negativen Potenzial (H-) mittels eines ohmschen Koppelwiderstandes (RK) mit der Fahrzeugmasse (PA) verbunden ist. The invention relates to an on-board network (1) for a motor vehicle, comprising at least one HV battery (2) for providing a positive potential (H+) and a negative potential (H-) and at least one HV consumer (3, 4), wherein an insulation monitor (5) for monitoring insulation resistances (R iso_P , R iso_N ) to a vehicle ground (PA) that is galvanically isolated from the vehicle electrical system (1) is provided, with between the positive potential (H+) and the vehicle ground (PA) and between the negative Potential (H-) and the vehicle ground (PA) each have a Y-capacitance (C Y_P , C Y_N ) provided, with a voltage center tap (6) present in the vehicle electrical system (1) or in a component of the vehicle electrical system (1) between the positive potential (H+) and the negative potential (H-) is connected to the vehicle ground (PA) by means of an ohmic coupling resistor (R K ).
Description
Die Erfindung betrifft ein Bordnetz für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to an electrical system for a motor vehicle according to the preamble of
Aus
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein verbessertes Bordnetz für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für ein elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug, anzugeben.The invention is based on the object of specifying an improved vehicle electrical system for a motor vehicle, in particular for an electrically driven motor vehicle.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Bordnetz für ein Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 1.The object is achieved according to the invention by an electrical system for a motor vehicle according to
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous configurations of the invention are the subject matter of the dependent claims.
Ein erfindungsgemäßes Bordnetz für ein Kraftfahrzeug umfasst mindestens eine HV-Batterie zur Bereitstellung eines positiven Potenzials und eines negativen Potenzials sowie mindestens einen HV-Verbraucher, wobei ein Isolationswächter zur Überwachung von Isolationswiderständen zu einer vom Bordnetz galvanisch getrennten Fahrzeugmasse vorgesehen ist, wobei zwischen dem positiven Potenzial und der Fahrzeugmasse sowie zwischen dem negativen Potenzial und der Fahrzeugmasse jeweils eine Y-Kapazität vorgesehen ist. Erfindungsgemäß ist ein im Bordnetz oder in einer Komponente des Bordnetzes vorhandener Spannungs-Mittelabgriff zwischen dem positiven Potenzial und dem negativen Potenzial mittels eines ohmschen Koppelwiderstandes mit der Fahrzeugmasse verbunden. Der Isolationswächters kann beispielsweise als Widerstands-Isolationswächter ausgebildet sein.A vehicle electrical system according to the invention for a motor vehicle comprises at least one HV battery for providing a positive potential and a negative potential and at least one HV consumer, with an insulation monitor for monitoring insulation resistances to a vehicle ground that is galvanically isolated from the vehicle electrical system, with between the positive potential and the vehicle mass as well as between the negative potential and the vehicle mass in each case a Y-capacitance is provided. According to the invention, there is one in the vehicle electrical system or in a component of the vehicle electrical system Center voltage tap between the positive potential and the negative potential connected to the vehicle ground by means of an ohmic coupling resistor. The insulation monitor can be designed, for example, as a resistance insulation monitor.
Durch die erfindungsgemäße Lösung ist die Abweichung der Verteilung der Potenziale von einer symmetrischen Verteilung sehr gering. Somit ist der in den Y-Kapazitäten gespeicherte Energiegehalt/die Ladung immer sehr nahe am erreichbaren Minimum. Dadurch kann im Bordnetz eine größere Y-Kapazität erlaubt werden, wobei trotzdem die gesetzlichen Vorgaben hinsichtlich der gespeicherten Energie/Ladung erfüllt werden. Eine günstigere und/oder bessere EMV-Filterung in den Komponenten des Hochvolt-Bordnetzes ist somit möglich.Due to the solution according to the invention, the deviation of the distribution of the potentials from a symmetrical distribution is very small. Thus the energy content/charge stored in the Y-capacitors is always very close to the minimum achievable. As a result, a larger Y-capacity can be permitted in the vehicle electrical system, while still meeting the legal requirements with regard to the stored energy/charge. A cheaper and/or better EMC filtering in the components of the high-voltage vehicle electrical system is therefore possible.
In einer Ausführungsform liegt der Spannungs-Mittelabgriff zwischen zwei als Spannungsteiler geschalteten Widerständen oder ist von einem kapazitiven Spannungsteiler gebildet.In one embodiment, the voltage center tap lies between two resistors connected as a voltage divider or is formed by a capacitive voltage divider.
In einer Ausführungsform sind die Widerstände des Spannungsteilers als in Reihe geschaltete HV-Verbraucher oder als Innenwiderstände mindestens zweier in Reihe geschalteter HV-Batterien ausgebildet.In one embodiment, the resistances of the voltage divider are in the form of HV loads connected in series or as internal resistances of at least two HV batteries connected in series.
In einer Ausführungsform sind die Widerstände des Spannungsteilers wesentlich kleiner im Vergleich zum Koppelwiderstand und zu Messwiderständen des Isolationswächters, der als Widerstands-Isolationswächter ausgebildet ist.In one embodiment, the resistances of the voltage divider are significantly smaller compared to the coupling resistance and measuring resistances of the insulation monitor, which is designed as a resistance insulation monitor.
In einer Ausführungsform liegen die Messwiderstände und der Koppelwiderstand im Bereich von mehr als 100 kOhm.In one embodiment, the measuring resistors and the coupling resistor are in the range of more than 100 kOhm.
In einer Ausführungsform umfasst der Koppelwiderstand einen Festwiderstand und/oder einen variablen Widerstand.In one embodiment, the coupling resistor includes a fixed resistor and/or a variable resistor.
In einer Ausführungsform ist der Koppelwiderstand als Reihenschaltung aus dem Festwiderstand und dem variablen Widerstand ausgebildet.In one embodiment, the coupling resistor is designed as a series circuit made up of the fixed resistor and the variable resistor.
In einer Ausführungsform ist über den Koppelwiderstand mindestens eines aus der folgenden Liste mit der Fahrzeugmasse gekoppelt:
- - eine Reihenschaltung von HV-Spannungsversorgungen für ein Controlboard,
- - eine Reihenschaltung von Halbbrücken und/oder H-Brücken,
- - eine Multilevel-Halbbrücke,
- - eine Reihenschaltung von Invertern,
- - ein Multilevel-Inverter,
- - eine Heizschaltung mit Reihenschaltungen von zwei oder mehreren Heizelementen,
- - ein Abgriff eines Verbindungspunkts von Batterie-Modul-Reihenschaltungen.
- - a series connection of HV power supplies for a control board,
- - a series connection of half-bridges and/or H-bridges,
- - a multilevel half bridge,
- - a series connection of inverters,
- - a multilevel inverter,
- - a heating circuit with series connections of two or more heating elements,
- - a tap of a connection point of battery module series circuits.
Das Bordnetz kann Teil eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs, sein.The vehicle electrical system can be part of a motor vehicle, in particular an electrically powered motor vehicle.
Wenn der Koppelwiderstand als Reihenschaltung aus dem Festwiderstand und dem variablen Widerstand ausgebildet ist, so kann dann, wenn das Fahrzeug nicht an einer DC-Ladesäule angeschlossen ist, ein hoher variabler Widerstand eingestellt werden, während dann, wenn das Fahrzeug mit einer DC-Ladesäule verbunden ist, ein niedrigerer variabler Widerstand eingestellt wird.If the coupling resistor is designed as a series connection of the fixed resistor and the variable resistor, a high variable resistance can be set when the vehicle is not connected to a DC charging station, while the vehicle is connected to a DC charging station is, a lower variable resistance is set.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.Exemplary embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to drawings.
Dabei zeigen:
-
1 eine schematische Ansicht eines Bordnetzes eines Kraftfahrzeugs, -
2 eine schematische Ansicht einer Ausführungsform eines Bordnetzes eines Kraftfahrzeugs, -
3 eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Bordnetzes eines Kraftfahrzeugs, -
4 eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Bordnetzes eines Kraftfahrzeugs, -
5 eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Bordnetzes eines Kraftfahrzeugs, -
6 eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Bordnetzes eines Kraftfahrzeugs, -
7 eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Bordnetzes eines Kraftfahrzeugs, -
8 eine schematische Ansicht eines Simulationsaufbaus einer Ausführungsform eines Bordnetzes eines Kraftfahrzeugs, -
9 schematische Diagramme zur Darstellung von Simulationsergebnissen für eine Simulation ohne Koppelwiderstand, und -
10 schematische Diagramme zur Darstellung von Simulationsergebnissen für eine Simulation mit einem Koppelwiderstand.
-
1 a schematic view of a vehicle electrical system of a motor vehicle, -
2 a schematic view of an embodiment of a vehicle electrical system of a motor vehicle, -
3 a schematic view of a further embodiment of a vehicle electrical system of a motor vehicle, -
4 a schematic view of a further embodiment of a vehicle electrical system of a motor vehicle, -
5 a schematic view of a further embodiment of a vehicle electrical system of a motor vehicle, -
6 a schematic view of a further embodiment of a vehicle electrical system of a motor vehicle, -
7 a schematic view of a further embodiment of a vehicle electrical system of a motor vehicle, -
8th a schematic view of a simulation setup of an embodiment of an on-board network of a motor vehicle, -
9 schematic diagrams showing simulation results for a simulation without coupling resistance, and -
10 schematic diagrams showing simulation results for a simulation with a coupling resistor.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are provided with the same reference symbols in all figures.
Das Bordnetz 1 ist beispielsweise ein HV(Hochvolt)-Bordnetz und umfasst typischerweise mindestens eine HV-Batterie 2 sowie HV-Verbraucher 3, 4. In der Regel ist das Bordnetz 1 galvanisch getrennt von einer Fahrzeugmasse PA. Zwischen einem positiven Potenzial H+ und der Fahrzeugmasse PA sowie zwischen einem negativen Potenzial H- und der Fahrzeugmasse PA ergibt sich durch parasitäre Effekte jeweils ein Isolationswiderstand Riso_P, Riso_N. Aus Sicherheitsgründen ist ein Isolationswächter 5 vorgesehen, der die Isolationswiderstände Riso_P, Riso_N überwacht. Ferner sind zwischen dem positiven Potenzial H+ und der Fahrzeugmasse PA sowie zwischen dem negativen Potenzial H- und der Fahrzeugmasse PA jeweils Y-Kapazitäten CY_P, CY_N vorgesehen. The vehicle
Schwankungen im Bordnetz 1, die durch den Isolationswächter 5, der insbesondere als ein Widerstands-Isolationswächter ausgebildet sein kann, hervorgerufen werden, können reduziert werden, indem ein im Bordnetz 1 oder in einer Komponente des Bordnetzes 1, beispielsweise einem HV-Verbraucher 3, 4, der in
In anderen Ausführungsformen kann der Spannungs-Mittelabgriff 6 auch mittels eines kapazitiven Spannungsteilers gebildet sein.In other embodiments, the
Durch die Ankopplung des Spannungs-Mittelabgriffs 6 an die Fahrzeugmasse PA mittels des Koppelwiderstandes RK wird der Einfluss des Isolationswächters 5 auf die Verschiebung der Potenziale H+, H- bezogen auf die Fahrzeugmasse PA reduziert. Der Isolationswächter 5 ist dabei in seiner Funktion bei der Berechnung des Isolationswertes der Isolationswiderstände Riso_P, Riso_N nicht gestört, insbesondere wenn der Koppelwiderstand RK sich während der Messdauer des Isolationswächters 5 nicht in seinem Wert ändert. Durch die nur geringe Verschiebung der Potenziale H+, H- kann der in den Y-Kapazitäten CY_P, CY_N des Bordnetzes 1 gespeicherte Energieinhalt reduziert werden. Dies ist vorteilhaft zur Verbesserung der Filterung von aktiven, insbesondere taktenden, HV-Komponenten und für Fahrzeuge mit höheren DC-Systemspannungen, beispielsweise 800V. Zudem besteht die Möglichkeit, beim Koppeln von HV-Systemen mit unterschiedlichen Isolationsauslegungen, eine Überlastung der Isolation des schwächer ausgelegten HV-Systems zu vermeiden, beispielsweise wird die Isolation einer 500V-Ladesäule beim Laden eines 800V-Fahrzeugs über ein galvanisch gekoppeltes Ladesystem geschützt.The influence of the
Der Isolationswächter 5 weist durch den Koppelwiderstand RK eine wesentlich kürzere Erkennungszeit auf, da Umladevorgänge schneller ablaufen.Due to the coupling resistor R K , the
Durch Einsatz einer Reihenschaltung eines Festwiderstandes RF mit einem variablen Widerstand Rv kann eine höhere Isolation erlaubt sein, wenn das HV-System über eine niedrigere Y-Kapazität CY_P, CY_N verfügt, beispielsweise wenn das Fahrzeug nicht an einer DC-Ladesäule angeschlossen ist. Wenn die Y-Kapazität CY_P, CY_N höher ist, beispielsweise wenn das Fahrzeug mit einer DC-Ladesäule verbunden ist, so kann der Koppelwiderstand RK durch seinen variablen Widerstand Rv reduziert werden und die Potenzialverschiebung durch den Isolationswächter 5 fällt geringer aus.By using a series connection of a fixed resistor R F with a variable resistor Rv, higher isolation can be allowed if the HV system has a lower Y capacitance C Y_P , C Y_N , for example if the vehicle is not connected to a DC charging station . If the Y capacitance C Y_P , C Y_N is higher, for example if the vehicle is connected to a DC charging station, the coupling resistance R K can be reduced by its variable resistance Rv and the potential shift by the
Beispiele für die Einsatzmöglichkeit einer ohmschen Kopplung eines Spannungs-Mittelabgriffs 6 zur Fahrzeugmasse PA sind:
- - Reihenschaltung von HV-Spannungsversorgungen für Controlboards,
- - Serienschaltungen von Halbbrücken und H-Brücken,
- - Multilevel-Halbbrücken,
- - Serienschaltungen von Invertern,
- - Multilevel-Inverter,
- - Heizschaltungen mit Reihenschaltungen von zwei oder mehreren Heizelementen,
- - Abgriffe von Verbindungspunkten von Batterie-Modul-Reihenschaltungen.
- - Series connection of HV power supplies for control boards,
- - series circuits of half-bridges and H-bridges,
- - multilevel half bridges,
- - series connections of inverters,
- - multilevel inverter,
- - heating circuits with series connections of two or more heating elements,
- - Pick-offs from connection points of battery-module series circuits.
Vorzugsweise sind die Impedanzen von Reihenschaltungen aus HV-Verbrauchern 3, 4 oder HV-Quellen im Vergleich zum Koppelwiderstand RK und zu Messwiderständen des Isolationswächters 5 wesentlich kleiner. Da die Messwiderstände Rmess_p, Rmess_n und der Koppelwiderstand RK im Bereich von mehreren 100kOhm oder sogar im MOhm-Bereich liegen können, ist bei den Reihenschaltungen aus HV-Verbrauchern 3, 4 oder HV-Quellen keine große Leistungsaufnahme notwendig, um eine wesentlich kleinere Impedanz darzustellen. Insofern sind auch Hilfs-Spannungsversorgungen für diesen Einsatz geeignet. Bei HV-Quellen sind/ist die Quellimpedanz und/oder der Innenwiderstand zu berücksichtigen. Dieser liegt im Normalfall im mOhm-Bereich und erfüllt somit auch diese Anforderung.The impedances of series circuits of HV loads 3, 4 or HV sources are preferably significantly smaller in comparison to the coupling resistance R K and to measuring resistances of the
In den folgenden Figuren ist anstelle der Serienschaltung eines Festwiderstandes RF und eines variablen Widerstandes Rv nur ein einziger Koppelwiderstand RK dargestellt. In jedem Fall kann stattdessen jedoch auch eine Serienschaltung eines Festwiderstandes RF und eines variablen Widerstandes Rv vorgesehen sein.In the following figures, only a single coupling resistor R K is shown instead of the series connection of a fixed resistor R F and a variable resistor Rv. In any case, however, a series connection of a fixed resistor R F and a variable resistor Rv can also be provided instead.
Außerdem ist das Bordnetz 1 mit einem Dreiphasen-Wechselspannungs-Anschluss 7 über einen Gleichrichter 8 mit Leistungsfaktorkorrektur (3-Level PFC, beispielsweise ein Vienna-Rectifier) verbunden.In addition, the vehicle
Außerdem ist das Bordnetz 1 mit einer DC-Ladesäule 9, die mit Y-Kapazitäten Cy_P1, Cy_N1, Isolationswiderständen Riso_P1, Riso_N1 ähnlich wie beim Bordnetz 1 und mit einer Ausgangskapazität C dargestellt ist, über einen 3-Level-DC-Boost-Wandler 11 im Fahrzeug verbunden, wobei der kapazitive Spannungsteiler aus den zwei Kapazitäten Cx_P, Cx_N im 3-Level-DC-Boost-Wandler 11 angeordnet ist. Ferner ist die Fahrzeugmasse PA mit einer Masse PA' in der DC-Ladesäule 9 über ein Massekabel 12 verbunden.In addition, the vehicle
Außerdem ist das Bordnetz 1 mit einer Reihenschaltung von H-Brücken 13, 14, beispielsweise LV-DCDC-Wandler oder isolierte DCDC-Wandler eines Bordladers verbunden.In addition, the vehicle
Das Bordnetz 1 umfasst zwei in Reihe geschaltete HV-Batterien 2.1, 2.2 oder Batteriestränge sowie einen HV-Verbraucher 3. Das Bordnetz 1 ist galvanisch getrennt von einer Fahrzeugmasse PA. Zwischen einem positiven Potenzial H+ und der Fahrzeugmasse PA sowie zwischen einem negativen Potenzial H- und der Fahrzeugmasse PA ergibt sich durch parasitäre Effekte jeweils ein Isolationswiderstand Riso_P, Riso_N. Aus Sicherheitsgründen ist ein Isolationswächter 5 vorgesehen, der die Isolationswiderstände Riso_P, Riso_N überwacht. Ferner sind zwischen dem positiven Potenzial H+ und der Fahrzeugmasse PA sowie zwischen dem negativen Potenzial H- und der Fahrzeugmasse PA jeweils Y-Kapazitäten CY_P, CY_N vorgesehen. Der HV-Verbraucher 3 ist zwischen dem positiven Potenzial H+ und dem negativen Potenzial H-angeschlossen.The vehicle
Schwankungen im Bordnetz 1, die durch den Isolationswächter 5, der insbesondere als ein Widerstands-Isolationswächter ausgebildet sein kann, hervorgerufen werden, können reduziert werden, indem ein im Bordnetz 1 oder in einer Komponente des Bordnetzes 1, beispielsweise den HV-Batterien 2.1, 2.2, die in
Außerdem ist das Bordnetz 1 mit einem 3-Level-Inverter 15 für eine elektrische Maschine 16 verbunden. Der 3-Level-Inverter 15 kann beispielsweise als ein 3-Level-NPC-Inverter, ein T-Type-Inverter oder ein Flying-Inverter ausgebildet sein.In addition, the vehicle
Außerdem ist das Bordnetz 1 mit einer Reihenschaltung aus zwei B&-Brücken-Invertern 17 für zwei elektrische Maschinen 16 verbunden.In addition, the vehicle
Folgende Simulationsparameter wurden verwendet:
- Riso_p = 108 Ohm
- Riso_n = 108 Ohm
- Rmess_p = Rmess_n = 2*106 Ohm
- Frequenz f = 1/20 Hz
- Spannung U = 800 V
- RVP = U*U/1000
- RVN = U*U/1000
- R iso_p = 10 8 ohms
- R iso_n = 10 8 ohms
- R meas_p = R meas_n = 2*10 6 ohms
- Frequency f = 1/20 Hz
- Voltage U = 800 V
- RVP = U*U/1000
- RVN = U*U/1000
Bedingt durch das gut isolierte HV-Bordnetz 1 verursacht der Isolationswächter 5, insbesondere ein Widerstands-Isolationswächter, eine deutliche Verschiebung der Potenziale H+, H-. Die Y-Kapazitäten CY_P, CY_N nehmen somit eine Spannung an, die fast der Spannung der HV-Batterie 2 entspricht. Ihr Energieinhalt ist demnach sehr hoch. Die Umladezeit ist durch die hochohmigen Widerstände recht langsam und die Umladung ist in diesem Beispiel in der Taktzeit des Isolationswächters 5 noch nicht abgeschlossen.Due to the well-insulated HV vehicle
In der Simulation wird deutlich, dass die Potenziale H+, H- weniger deutlich schwanken als bei einem System ohne Koppelwiderstand RK am Spannungs-Mittelabgriff 6. Das maximale Potenzial H+, H- beträgt 531 V, das minimale Potenzial H+, H- beträgt 269 V. Die Energieinhalte in den Y-Kapazitäten CY_P, CY_N sind somit deutlich reduziert. Durch den im Vergleich zu den Isolationswiderständen Riso_P, Riso_N recht geringen Koppelwiderstand RK kann die Umladung wesentlich schneller erfolgen. Der Isolationswächter 5 kann daher Isolationsfehler in kürzerer Zeit erkennen.The simulation makes it clear that the potentials H+, H- fluctuate less than in a system without a coupling resistor R K at the
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Bordnetzelectrical system
- 22
- HV-BatterieHV battery
- 2.1,2.22.1,2.2
- HV-BatterieHV battery
- 33
- HV-VerbraucherHV consumer
- 44
- HV-VerbraucherHV consumer
- 55
- Isolationswächterisolation guard
- 66
- Spannungs-MittelabgriffVoltage center tap
- 77
- Dreiphasen-Wechselspannungs-AnschlussThree-phase AC connection
- 88th
- Gleichrichterrectifier
- 99
- DC-LadesäuleDC charging station
- 1111
- 3-Level-DC-Boost-Wandler3 level DC boost converter
- 1212
- MassekabelGround cable
- 1313
- H-BrückeH bridge
- 1414
- H-BrückeH bridge
- 1515
- 3-Level-Inverter3 level inverter
- 1616
- elektrische Maschineelectric machine
- 1717
- B&-Brücken-InverterB& Bridge Inverter
- CC
- Ausgangskapazitätoutput capacity
- Cx_P, Cx_NCx_P, Cx_N
- Kapazitätcapacity
- CY_P, CY_NCY_P, CY_N
- Y-KapazitätY capacity
- Cy_P1, CY_N1Cy_P1, CY_N1
- Y-KapazitätY capacity
- H+, H-H+, H-
- Potenzialpotential
- PAPA
- Fahrzeugmassevehicle mass
- PA'PA'
- MasseDimensions
- RFRF
- Festwiderstandfixed resistor
- Riso_P, Riso_NRiso_P, Riso_N
- Isolationswiderstandinsulation resistance
- RKRK
- Koppel-Widerstandcoupling resistance
- RLRL
- Leitungswiderstandline resistance
- Rmess_p, Rmess_nRmess_p, Rmess_n
- Messwiderstandmeasuring resistor
- Rvrev
- variabler Widerstandvariable resistance
- RVP, RVNRVP, RVN
- Verbraucherwiderstandconsumer resistance
- Riso_P1, Riso_N1Riso_P1, Riso_N1
- Isolationswiderstandinsulation resistance
- S1, S2S1, S2
- SchalterSwitch
- tt
- ZeitTime
- US1, US2US1, US2
- Schaltstellungswitching position
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of documents cited by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
- DE 102019202892 A1 [0002]DE 102019202892 A1 [0002]
Claims (10)
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102021003844.4A DE102021003844A1 (en) | 2021-07-27 | 2021-07-27 | On-board network for a motor vehicle |
PCT/EP2022/070950 WO2023006751A1 (en) | 2021-07-27 | 2022-07-26 | Vehicle electrical system for a motor vehicle, and method |
KR1020247002906A KR20240025662A (en) | 2021-07-27 | 2022-07-26 | Onboard electrical systems and methods for vehicles |
CN202280052223.5A CN117730016A (en) | 2021-07-27 | 2022-07-26 | On-board electrical system and method for a motor vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102021003844.4A DE102021003844A1 (en) | 2021-07-27 | 2021-07-27 | On-board network for a motor vehicle |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102021003844A1 true DE102021003844A1 (en) | 2023-02-02 |
Family
ID=83004535
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102021003844.4A Pending DE102021003844A1 (en) | 2021-07-27 | 2021-07-27 | On-board network for a motor vehicle |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR20240025662A (en) |
CN (1) | CN117730016A (en) |
DE (1) | DE102021003844A1 (en) |
WO (1) | WO2023006751A1 (en) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102019202892A1 (en) | 2019-03-04 | 2020-09-10 | Audi Ag | On-board network arrangement, motor vehicle and method for operating an on-board network arrangement |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102017218586A1 (en) * | 2017-10-18 | 2019-04-18 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Electrical protection and monitoring device in an electric vehicle |
EP3640076B1 (en) * | 2018-10-18 | 2021-03-24 | Samsung SDI Co., Ltd. | Apparatus and method for discharging a y-capacitor |
-
2021
- 2021-07-27 DE DE102021003844.4A patent/DE102021003844A1/en active Pending
-
2022
- 2022-07-26 CN CN202280052223.5A patent/CN117730016A/en active Pending
- 2022-07-26 KR KR1020247002906A patent/KR20240025662A/en unknown
- 2022-07-26 WO PCT/EP2022/070950 patent/WO2023006751A1/en active Application Filing
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102019202892A1 (en) | 2019-03-04 | 2020-09-10 | Audi Ag | On-board network arrangement, motor vehicle and method for operating an on-board network arrangement |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2023006751A1 (en) | 2023-02-02 |
KR20240025662A (en) | 2024-02-27 |
CN117730016A (en) | 2024-03-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102019102306A1 (en) | Method and circuit for a low-voltage supply line with its own voltage source in a modular battery | |
DE102018003642B4 (en) | Modular inverters with batteries as energy storage for three-phase electric motors | |
DE102017220982A1 (en) | traction power | |
DE102010042750A1 (en) | Method and device for detecting a short circuit | |
DE102018006810A1 (en) | Energy converter for energy technology coupling a DC electrical system with an AC or DC power source | |
DE102020007868A1 (en) | Method for charging an electrical energy store of an electrically driven vehicle, taking into account electrical insulation of a charging station, charging device and vehicle | |
WO2017060354A1 (en) | Vehicle battery device | |
DE102018008603A1 (en) | Circuit arrangement and method for charging a battery arrangement with a plurality of battery modules | |
DE102011088912A1 (en) | Circuit arrangement for detecting a short circuit in a circuit breaker assembly | |
WO2022128521A1 (en) | Vehicle charging circuit with rectifier device, link capacitor and precharging/discharge circuit | |
DE19922948B9 (en) | Electric double layer capacitor with short circuit function | |
WO2023006339A1 (en) | Insulation monitoring device and method for operating same | |
DE102019003542A1 (en) | Power supply device for an at least partially electrically operable motor vehicle, a first electrical and a second electrical energy store being coupled directly to a charging connection, and method | |
DE102021003844A1 (en) | On-board network for a motor vehicle | |
WO2019141492A1 (en) | Electrical drive system for a vehicle and method for the operation thereof | |
DE102018204230A1 (en) | Filter device for an electric power converter, electric power converter and method for driving a filter device for an electric power converter | |
WO2022084141A1 (en) | Charging circuit having a direct-current terminal and an alternating-current terminal, and vehicle electrical system having a charging circuit | |
WO2020207619A1 (en) | Method for determining capacitances of bypass capacitors in a charging cable | |
DE102018116480A1 (en) | Battery circuit with multiplexer battery modules | |
DE102019005123A1 (en) | Energy converter for galvanically coupling a first DC link to a second DC link | |
DE102010008956A1 (en) | Circuit arrangement for onboard network structure of motor car, has decentralized electrical car units connected in series circuit and supplied by controllable current or voltage sources, where controllable current flows through car units | |
DE102022123754B3 (en) | High-voltage system for a motor vehicle with passive discharge circuits for Y capacities | |
DE102016225108A1 (en) | CHARGER FOR ENERGY STORAGE OF A MOTOR VEHICLE AND ELECTRICAL MACHINE ASSEMBLY EQUIPPED THEREWITH | |
DE112021003119T5 (en) | POWER SUPPLY SYSTEM | |
DE102023002842A1 (en) | DC-DC converter, vehicle and arrangement |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication |